降解塑料配方设计
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PVC配方的设计原理和各类配方的特点PVC 配方的设计原理和各类配方的特点2007-11-17 23:29 PVC 塑料型材配方主要由PVC 树脂和助剂组成的,其中助剂按功能又分为:热稳定剂,润滑,剂,加工改性剂,冲击改性剂,填充剂,耐老化剂,着色剂等.在设计PVC 配方之前, 首先应了解PVC 树脂和各种助剂的性能. 原料与助剂PVC 树脂生产PVC 塑料型材的树脂是聚氯乙烯树脂(PVC),聚氯乙烯是由氯乙烯单体聚合而成的聚合物,产量仅次于PE,居第二位. PVC 树脂由于聚合中的分散剂的不同可分为疏松型(XS)和紧密型(Ⅺ)两种. 疏松型粒径为0.1—0.2mm,表面不规则,多孔,呈棉花球状,易吸收增塑剂,紧密型粒径为0.1mm 以下,表面规则,实心,呈乒乓球状,不易吸收增塑剂,目前使用疏松型的较多. PVC 又可分为普通级(有毒PVC)和卫生级' (无毒PVC).卫生级要求氯乙烯(VC)含量低于lOXl0-6,可用于食品及医学.合成工艺不同,PVC 又可分为悬浮法PVC 和乳液法PVC. 根据国家标准GB/T5761-93《悬浮法通用型聚氯乙烯树脂检验标准》规定,悬浮法PVC 分为PVC-SGl 到PVC-SG8Jk 种树脂,其中数字越小,聚合度越大,分子量也越大,强度越高,但熔融流动越困难,加工也越困难.具体选择时,做软制品时,一般使用PVC-SGl, PVC-SG2, PVC-SG3 型, 需要加人大量增塑剂. 例如聚氯乙烯膜使用SG-2 树脂, 加入50~80 份的增塑剂. 而加工硬制品时,一般不加或很少量加入增塑剂, 所以用PVC-SG4, VC-SG5, PVC-SG6, PVC-SG7, PVC-SG8 型. PVC 硬管材使用SG-4 树脂, 如塑料门窗型材使用SG-5 树脂,硬质透明片使用SG-6 树脂,硬质发泡型材使用SG-7,SG-8 树脂.而乳液法PVC 糊主要用于人造革,壁纸及地板革和蘸塑制品等.一些PVC 树脂厂家出厂的PVC 树脂按聚合度(聚合度是单元链节的个数,聚合度乘以链节分子量等于聚合物分子量)分类,如山东齐鲁石化总厂生产的PVC 树脂, 出厂的产品为SK-700; SK-800; SK—1000; SK—1100; SK-1200 等.其SG-5 树脂对应的聚合度为1000—1100.PVC 树脂的物化性能见第四篇. PVC 粉末为一种白色粉末,密度在 1.35—1.45g/cm3 之间,表观密度在0.4-0.5g /cm3.视增塑剂含量大小可为软,硬制品,一般增塑剂含量0-5 份为硬制品,5-25 份为半硬制品,大于25 份为软制品. PVC 是一种非结晶,极性的高分子聚合物,软化温度和熔融温度较高,纯PVC 一般须在160—210~C 时才可塑化加工,由于大分子之间的极性键使PVC 显示出硬而脆的性能. 而且,PVC 分子内含有氯的基团,当温度达到120~C 时,纯PVC 即开始出现脱HCl 反应, 会导致PVC 热降解.因此,在加工时须加入各种助剂对PVC 进行加工改性和冲击改性,使之可以加工成为有用的产品. PVC 树脂主要用于生产各类薄膜(如日用印花膜,工业包装膜,农用大棚膜及热收缩膜等),各类板,片材(其片材可用于吸塑制品),各类管材(如无毒上水管,建筑穿线管,透明软管等),各类异型材(如门,窗,装饰板),中空吹瓶(用于化妆品及饮料),电缆,各类注塑制品及人造革,地板革,搪塑玩具等. 稳定剂纯的PVC 树脂对热极为敏感,当加热温度达到90Y:以上时,就会发生轻微的热分解反应,当温度升到120C 后分解反应加剧,在150C,10 分钟,PVC 树脂就由原来的白色逐步变为黄色—红色—棕色—黑色.PVC 树脂分解过程是由于脱HCL 反应引起的一系列连锁反应,最后导致大分子链断裂.防止PVC 热分解的热稳定机理是通过如下几方面来实现的. 通过捕捉PVC 热分解产生的HCl,防止HCl 的催化降解作用. 铅盐类主要按此机理作用,此外还有金属皂类,有机锡类,亚磷酸脂类及环氧类等. 置换活泼的烯丙基氯原子.金属皂类,亚磷酸脂类和有机锡类可按此机理作用. 与自由基反应,终止自由基的反应.有机锡类和亚磷酸脂按此机理作用. 与共扼双键加成作用,抑制共扼链的增长. 有机锡类与环氧类按此机理作用. 分解过氧化物,减少自由基的数目.有机锡和亚磷酸脂按此机理作用. 钝化有催化脱HCl 作用的金属离子. 同一种稳定剂可按几种不同的机理实现热稳定目的. 常用稳定剂品种: 1,铅盐类铅盐类是PVC 最常用的热稳定剂,也是十分有效的热稳定剂,其用量可占PVC 热稳定剂的70%以上. 铅盐类稳定剂的优点:热稳定性优良,具有长期热稳定性,电气绝缘性能优良,耐候性好,价格低. 铅盐类稳定剂的缺点:分散性差,毒性大,有初期着色性,难以得到透明制品,也难以得到鲜明色彩的制品,缺乏润滑性,易产生硫污染. 常用的铅盐类稳定剂有: (1)三盐基硫酸铅分子式为3PbO.PbSO.H20,代号为TLS,简称三盐,白色粉末,密度 6.4g/cm'. 三盐基硫酸铅是最常用的稳定剂品种, 一般与二盐亚磷酸铅一起并用, 因无润滑性而需配人润滑剂.主要用于PVC 硬质不透明制品中,用量一般2~7 份. (2)二盐基亚磷酸铅分子式为2PbO. PbHPO3.H2O, 代号为DL, 简称二盐, 白色粉末, 密度为6. 1g/cm3. 二盐基亚磷酸铅的热稳定性稍低于三盐基硫酸铅, 但耐候性能好于三盐基硫酸铅. 二盐基亚磷酸铅常与三盐基硫酸铅并用,用量一般为三盐基硫酸铅的1/2. (3)二盐基硬脂酸铅代号为DLS,不如三盐基硫酸铅,二盐基亚磷酸铅常用,具有润滑性.常与三盐基硫酸铅,二盐基亚磷酸铅并用,用量为0.5—1.5 份. 2,金属皂类为用量仅次于铅盐的第二大类主稳定剂,其热稳定性虽不如铅盐类,但兼具润滑性.金属皂类可以是脂肪酸(月桂酸,硬脂酸,环烷酸等)的金属(铅,钡,镉,锌,钙等)盐,其中以硬脂酸盐最为常用,其活泼性大小顺序为:Zn 盐?Cd 盐?Pb 盐?Ca 盐7.Ba 盐.金属皂类一般不单独使用,常常为金属皂类之间或与铅盐及有机锡等并用.除Gd,Pb 外都无毒,除Pb,Ca 外都透明,无硫化污染,因而广泛用于软质PVC 中,如无毒类,透明类制品等. 常用的金属盐类稳定剂有: (1)硬脂酸锌(ZnSt),无毒且透明,用量大后,易引起"锌烧"制品变黑,常与Ba,Ca 皂并用. (2)硬脂酸镉(CdSt),为一重要的透明稳定剂品种,毒性较大,不耐硫化污染,抑制初期变色能力大,常与Ba 皂并用. (3)硬脂酸铅(PbSt),热稳定性好,可兼做润滑剂.缺点为易析出,透明差,有毒且硫化污染严重,常与Ba,Cd 皂并用. (4)硬脂酸钙(CaSt),加工性能好,热稳定能力较低,无硫化污染,无毒,常与Zn 皂并用. (5)硬脂酸钡(BaSt),无毒,长期热稳定性好,抗硫化污染,透明,常与Pb,Ca 皂并用. 复合品种常用的有:Ca/Zn(无毒,透明),Ba/Zn(无毒,透明),Ba/Cd(有毒,透明)及Ba/Cd/Zn. 3,有机锡类有机锡类为热稳定剂中最有效的, 在透明和无毒制品中应用最广泛的一类, 其突出优点为:热稳定性好,透明性好,大多数无毒.缺点为价格高,无润滑性. 有机锡类大部分为液体,只有少数为固体.可以单独使用,也常与金属皂类并用. 有机锡类热稳定剂主要包括含硫有机锡和有机锡羧酸盐两类. (1)含硫有机锡类: 主要为硫醇有机锡和有机锡硫化物类稳定剂,与Pb,Cd 皂并用会产生硫污.含硫有机锡类透明性好.主要品种有: a,二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡(DOTTG),外观为淡黄色液体,热稳定性及透明性极好,无毒,加入量低于2 份. b,二甲基二巯基乙酸异辛酯锡(DMTFG),外观为淡黄澄清液体,为无毒,高效,透明稳定剂,常用于扭结膜及透明膜中. (2)有机锡羧酸盐: 稳定性不如含硫有机锡, 但无硫污染, 主要包括脂肪酸锡盐和马来酸锡盐. 主要品种有: a,二月桂酸二正丁基锡(DBTL)淡黄色液体或半固体,润滑性优良,透明性好,但有毒, 常与Cd 皂并用,用量1-2 份;与马来酸锡及硫醇锡并用,用量0.5—1 份. b,二月桂酸二正辛基锡(DOTL),有毒且价高,润滑性优良,常用于硬PVC 中,用量小于 1.5 份.c,马来酸二正丁基锡(DBTM),白色粉末,有毒,无润滑性,常与月桂酸锡并用,不可与金属皂类并用于透明制品中. 4,有机锑类具有优秀的初期色相和色相保持性,尤其是在低用量时,热稳定性优于有机锡类,特别适于用双螺杆挤出机的PVC 配方使用. 有机锑类主要包括硫醇锑盐类, 巯基乙酸酯硫醇锑类, 巯基羧酸酯锑类及羧酸酯锑类等. 国内的锑稳定剂主要以三巯基乙酸异辛酯锑(ST)和以ST 为主要成分的复合稳定剂STH—I 和STH-Ⅱ两种为主.五硫醇锑为透明液体,可用作透明片,薄膜,透明粒料的热稳定剂. STH-I 可以代替京锡C-102,可抑制PVC 的初期着色,热稳定性好,制品透明,颜色鲜艳, STH—Ⅱ无毒,主要用于PVC 水管等. 5,稀土稳定剂选材多为稀土氧化物和稀土氯化物为主,其氧化物和氯化物多为镧,铈,镨,钕等轻稀土元素的单一体或混合体. 稀土元素有着相似且异常活泼的化学性质, 有着众多的轨道可作为中心离子接受配位体的孤对电子, 同时稀土金属离子有较大的离子半径, 与无机或有机配位体主要通过静电引力形成离子配键,作为络合物的中心原子,常以d2SP3,d4dP3,f3d5Ssp3 等多种杂化形式形成配位数为6—12 的络合物. 稀土元素优良的力学性能及其分组原理都与稀土元素的几何性质有关. 因为原子和离子的半径是决定晶体的构型, 硬度, 密度和熔点等物理性质的重要因素, 在常温, 常压条件下, 稀土金属镧,镨,钕呈双六方晶体结构,而铈呈立方晶体密集(面心)结构,当温度,压力变化时,多数稀土金属发生晶型转变.由于镧系收缩,镧系元素的原子半径,原子体积随原子序数增加而减小,密度随原子序数增加而增加,但铈与镧,镨,钕相比,有异常现象. 在镧,铈,镨,钕中,镧的化学性质是最活泼,但三价镧与C1 只能生成RECl 正络合物, 而且此络合物不稳定,而铈,镨这些高价的稀土离子与Cl 生成络合物的能力比三价的镧要强,它们与Cl 配体能生成稳定的负络离子,因此,在稀土热稳定剂的选材上要综合镧,铈, 镨,钕的各自优点,在不同的应用范围,用其高纯单一体,混合体或合理搭配. 稀土离子为典型的硬阳离子,即不易极化变形的离子,它们与金属硬碱的配位原子,如氧的络合能力很强.稀土化合物对CaC03 的偶联作用,由于稀土离子和PVC 链的氯离子之间存在强配位相互作用,有利于剪切力的传递从而使稀土化合物能有效地加速PVC 的凝胶化,即可促进PVC 塑化,又可起到加工助剂ACR 的作用.同时,稀土金属离子与CPE 中的C1 配位,可使CPE 更加发挥其增韧改性的作用.这些效能发挥的充分与否,平衡与否, 与稀土复合物中的复配助剂有着相当大的关系, 复合物中的润滑体系, 加工改性体系都至关重要, 因此复配工艺的好坏直接影响着稀土多功能复合稳定剂的效能. 性能优良的稀土稳定剂应具有以下功能: (1)优异的热稳定性能静态动态热稳定性,均与京锡8831 相当,好于铅盐及金属皂类,是铅盐的三倍及Ba /Zn 复合稳定剂的 4 倍.可复配成为无毒,透明的,还可部分代替有机锡类稳定剂而广泛应用.稀土稳定剂的作用机理为捕捉HCl 和置换烯丙基氯原子,与环氧类的辅助稳定剂具有较好的协同作用. (2)偶联作用具有优良的偶联作用,与铅盐相比,与PVC 有很好的相容作用,对于PVC-CaCO,体系偶联作用较好,有利于PVC 塑料门窗异型材强度的提高.用稀土稳定剂加工的PVC 型材的焊角强度比铅盐稳定剂的PVC 型材焊角强度要高,原料价格也高一些. (3)增韧作用与PVC 树脂和增韧剂CPE 的良好的相容性以及与CaCO3,的偶联作用,使PVC 树脂在加工中塑化均匀,塑化温度低,型材的耐冲击性能较好. 稀土稳定剂无润滑作用,应与润滑剂一起加入, 目前我国生产的稀土复合稳定剂是将稀土,热稳定剂和润滑剂复配而成的,加入量一般为4-6 份. 6,复合铅盐稳定剂铅盐稳定剂价格低廉,热稳定性好,一直被广泛使用,但铅盐的粉末细小,配料和混合中, 其粉尘被人吸入会造成铅中毒, 为此, 科技人员又研究出一种新型的复合铅盐热稳定剂. 这种复合助剂采用了共生反应技术将三盐, 二盐和金属皂在反应体系内以初生态的晶粒尺寸和各种润滑剂进行混合,以保证热稳定剂在PVC 体系中的充分分散,同时由于与润滑剂共熔融形成颗粒状, 也避免了因铅粉尘造成的中毒. 复合铅盐稳定剂包容了加工所需要的热稳定剂组份和润滑剂组份,被称作为全包装热稳定剂.它具有以下的优点: (1)复合热稳定剂的各种组份在其生产过程中可得到充分混合,大幅度改善了与树脂混合分散的均匀性. (2)配方混合时,简化了计量次数,减少了计量差错的概率及由此所带来的损失. (3)简便了辅料的供应和贮备,有利于生产,质量管理.(4)提供了无尘生产产品的可能性,改善了生产条件. 总之,复合热稳定剂有利于规模生产,为铅盐热稳定剂的发展提供了新的方向.复合铅盐稳定剂一个重要指标是铅的含量, 目前所生产的复合铅盐稳定剂含铅量一般为20%-60%; 在PVC 塑料门窗型材生产上的用量为3.5—6 份.表2 是一些PVC 型材生产用的复合铅盐稳定剂的牌号和用量. 7,主要的辅助热稳定剂品种辅助垫稳定剂本身不具有热稳定作用, 只有与主稳定剂一起并用, 才会产生热稳定效果, 并促进主稳定剂的稳定效果.辅助热稳定剂一般不含金属,因此也称为非金属热稳定剂. 辅助热稳定剂的主要品种有: (1)亚磷酸酯类.是一重要的辅助热稳定剂,与Ba/Cd,Ba/Zn 复合稳定剂及Ca/Zn 复合稳定剂等有协同作用,主要用于软质PVC 透明配方中,用量为0.1—1 份. (2)环氧化合物类,与金属皂类有协同作用,与有机锡类稀土稳定剂并用效果好,用量为2-5 份,常用的品种为环氧大豆油,环氧脂. (3)多元醇类,主要有季戊四醇,木糖醇,甘露醇等,可与Ca/Zn 复合稳定剂并用. 润滑剂润滑剂的作用是降低物料之间及物料和加工设备表面的摩擦力, 从而降低熔体的流动阻力, 降低熔体粘度, 提高熔体的流动性, 避免熔体与设备的粘附, 提高制品表面的光洁度等. 根据不同成型方法,其润滑作用侧重不同: 压延成型,防止熔料粘辊; 注射成型,提高流动,提高脱模性; 挤出成型,提高流动,提高口模分离性; 压制及层压成型, 利于压板与制品分离. 润滑剂的分类: 按润滑剂成份分类,主要有饱和烃和卤代烃类,脂肪酸类,脂肪酸酯类,脂肪族酯胺类,金属皂类,脂肪醇和多元醇类等. 按润滑剂的作用分类,分为内,外润滑剂. 其主要区分是依其与树脂的相容性大小. 内润滑剂与树脂亲和力大,其作用是降低分子间的作用力;外润滑剂与树脂的亲和力小,其作用是降低树脂与金属表面之间的摩擦. 内外润滑剂之分只是相对而言,并无严格划分标准.在极性不同的树脂中,内,外润滑剂的作用有可能发生变化.例如硬脂酸醇,硬脂酸酰胺,硬脂酸丁酯及硬脂酸单甘油酯对极性树脂(如PVC 及PA)而言,起内润滑作用;但对于非极性树脂(如PE,PP),则显示外润滑作用. 相反,高分子石蜡等与极性树脂相容性差,如在极性PVC 中用做外润滑剂,而在PE,PP 等非极性树脂中则为内润滑剂. 在不同加工温度下,内,外润滑剂的作用也会发生变化,如硬脂酸和硬脂醇用于PVC 压延成型初期,由于加工温度低,与PVC 相容性差,主要起外润滑作用;当温度升高后, 与PVC 相容性增大,则转起内润滑剂作用. 按润滑剂的组成可分为:饱和烃类,金属皂类,脂肪族酰胺,脂肪酸类,脂肪酸酯类及脂肪醇类. 1,饱和烃类饱和烃类按极性可分为非极性烃(如聚乙烯蜡和聚丙烯蜡), 极性烃(如氯化石蜡, 氧化聚乙烯等).饱和烃类按分子量大小可分为;液体石蜡(C16-C21),固体石蜡(C26-C32)微晶石蜡(C32-C70)及低分子量聚乙烯(分子量1000—10000)等,主要用于PVC 无毒外润滑剂. (1)液体石蜡:俗称白油,为无色透明液体,可用作PVC 的透明性外润滑剂,用量为0.5 份左右,用量大会严重影响焊角强度. (2)固体石蜡,又称为天然石蜡,白色固体,可用作pvc 的外润滑剂,用量为0.1—1.0 份,用量太大会影响透明度. (3)微晶石蜡,又称为高熔点石蜡,外观为白色或淡黄色固体,因结晶微细而称为微晶石蜡.润滑效果和热稳定性好于其他石蜡.在PVC 中用量较小,一般为0.1-0.3 份. (4)低分子量聚乙烯,又称聚乙烯蜡,外观为白色或淡黄色固体粉末,透明性差,可用于PVC 挤出和压延加工外润滑剂,用量一般为0.5 份以下. (5)氧化聚乙烯蜡,为聚乙烯蜡部分氧化产物,外观为白色粉末.有优良的内,外润滑作用,透明性好,价格低,用量在0.2-1.0 份. (6)氯化石蜡,与PVC 相容性好,透明性差,与其他润滑剂并用效果好,用量0.5 份以下为宜. 2,金属皂类既是优良的热稳定剂,又是一种润滑剂,其内,外润滑作用兼有,不同品种侧重稍有不同,润滑性以硬脂酸钙,硬脂酸铅为最好. 3,脂肪族酸胺包括单脂肪酸酰胺和双脂肪酰胺两大类, 单脂肪酸胺主要呈内润滑作用, 主要品种包括X 双硬脂酰胺,N,N亚X 双蓖麻醇酸酰胺等. 4,脂肪酸类如硬脂酸,是仅次于金属皂类而广泛应用的润滑剂,可用于PVC,用量少时,起内润滑作用;用量大时,起外润滑作用.硬脂酸的加入量低于0.5 份. 5,脂肪酸酯类(1)硬脂酸丁酯,外观为无色或淡黄色油状液体,在PVC 中以内润滑为主兼具外润滑作用,用量0.5—1.5 份. (2)单硬脂酸甘油酯,代号GMS,外观为白色蜡状固体,为PVC 优良内润滑剂,对透明性影响小,加入量低于 1.5 份,可与硬脂酸并用. (3)酯蜡和皂化蜡,主要指以褐煤蜡为主要原料,经漂白等工序制成的后序产品.漂白蜡有S 蜡和L 蜡,皂化蜡有0 蜡和OP 蜡.主要用于HPVC,用量0.1-0.3 份. 6,脂肪醇类硬脂醇,外观为白色细珠状物,起内润滑作用,透明好,在PVC 中用量0.2-0.5 份. 还可用于PS 中.如季戊四醇,作为PVC 高温润滑剂,用量0.2-0.5 份. 加工改性助剂1,加工助剂的作用原理由于PVC 熔体延展性差,易导致熔体破碎;PVC 熔体松弛慢,易导致制品表面粗糙, 无光泽及鲨鱼皮等.因此,PVC 加工时往往需要加人加工助剂,以改善其熔体上述缺陷. 加工助剂为可以改善树脂加工性能的助剂,其主要作用方式有三种:促进树脂熔融,改善熔体流变性能及赋予润滑功能. 促进树脂熔融:PVC 树脂在加热的状态下,在一定的剪切力作用下熔化时,加工改性剂首先熔融并粘附在PVC 树脂微粒表面,它与树脂的相容性和它的高分子量,使PVC 粘度及摩擦增加,从而有效地将剪切应力和热传递给整个PVC 树脂,加速PVC 熔融. 改善熔体流变性能:PVC 熔体具有强度差,延展性差及熔体破裂等缺点,而加工改性剂可改善熔体上述流变性.其作用机理为:增加PVC 熔体的粘弹性,从而改善离模膨胀和提高熔体强度等. 赋予润滑性:加工改性剂与PVC 相容部分首先熔融,起到促进熔融作用;而与PVC 不相容部分则向熔融树脂体系外迁移,从而改善脱模性. 2,常用加工改性剂一ACR ACR 为甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸酯,苯乙烯等单体的共聚物.除可用做加工助剂外, 还可用做冲击改性剂.我.国的ACR 可分为ACR201,ACR301 和ACR401,ACR402 几种, 国外的牌号有:K120N,K125,K175,P530,P501,P551,P700,PAl00 等.表2—1-3 是国内外ACR 加工助剂牌号对照.表 3 国内外ACR 加工助剂牌号对照. ACR 加工改性剂的重要作用是促进PVC 的塑化,缩短塑化时间,提高熔体塑化的均匀性,降低塑花温度.表 4 是用BLANBENDE 塑度仪测得的ACR 对塑化时间,温度等的影响情况. 在PVC 塑料门窗型材中一般使用ACR201 或ACR401,用量为 1.5-3 份. 冲击改性剂高分子材料改性的一个重要内容是改善其耐冲击性能,PVC 树脂是一个极性非结晶性高聚物,分子之间有较强的作用力,是一个坚硬而脆的材料;抗冲击强度较低.加人冲击改性剂后, 冲击改性剂的弹性体粒子可以降低总的银纹引发应力, 并利用粒子自身的变形和剪切带,阻止银纹扩大和增长,吸收掉传人材料体内的冲击能,从而达到抗冲击的目的.改性剂的颗粒很小,以利于增加单位重量或单位体积中改性剂的数量,使其有效体积份数提高, 从而增强了分散应力的能力.目前应用比较广泛的为有机抗冲击改性剂. 按有机抗冲击改性剂的分子内部结构,可将其分为如下几类. 1,预定弹性体(PDE)型冲击改性剂,它属于核一壳结构的聚合物,其核为软状弹性体, 赋予制品较高的抗冲击性能, 壳为具有高玻璃化温度的聚合物, 主要功能是使改性剂微粒子之间相互隔离,形成可以自由流动的组分颗粒,促进其在聚合物中均匀分散,增强改性剂与聚合物之间相互作用和相容性.此类结构的改性剂有:MBS,ACR,MABS 和MACR 等, 这些都是优良的冲击改性剂. 2,非预定弹性体型(NPDE)冲击改性剂,它属于网状聚合物,其改性机理是以溶剂化作用(增塑作用)机理对塑料进行改性.因此,NPDE 必须形成一个包覆树脂的网状结构,它与树脂不是十分好的相容体.此类结构的改性剂有:CPE,EV A. 3,过度型冲击改性剂,其结构介于两种结构之间,如ABS.用于PVC 树脂的具体品种有: (1)氯化聚乙烯(CPE)是利用HDPE 在水相中进行悬浮氯化的粉状产物, 随着氯化程度的增加使原来结晶的HDPE 逐渐成为非结晶的弹性体.作为增韧剂使用的C?E,含C1 量一般为25-45%.CPE 来源广,价格低,除具有增韧作用外,还具有耐寒性,耐候性,耐燃性及耐化学药品性.目前在我国CPE 是占主导地位的冲击改性剂,尤其在PVC 管材和型材生产中,大多数工厂使用CPE.加入量一般为5—15 份.CPE 可以同其它增韧剂协同使用,如橡胶类,EV A 等,效果更好,但橡胶类的助剂不耐老化. (2)ACR 为甲基丙烯酸甲酯,丙烯酸酯等单体的共聚物,ACR 为近年来开发的最好的冲击改性剂,它可使材料的抗冲击强度增大几十倍.ACR 属于核壳结构的冲击改性剂,甲基丙烯酸甲酯—丙烯酸乙酯高聚物组成的外壳, 以丙烯酸丁酯类交联形成的橡胶弹性体为核的链段分布于颗粒内层.尤其适用于户外使用的PVC 塑料制品的冲击改性,在PVC 塑料门窗型材使用ACR 作为冲击改性剂与其它改性剂相比具有加工性能好,表面光洁,耐老化好, 焊角强度高的特点, 但价格比CPE, 1/3 左右. 高国外常用的牌号如K-355, 一般用量6—10 份.目前国内生产ACR 冲击改性剂的厂家较少,使用厂家也较少. (3)MBS 是甲基丙烯酸甲酯,丁二烯及苯乙烯三种单体的共聚物.MBS 的溶度参数为94-9.5 之间,与PVC 的溶度参数接近,因此同PVC 时相容性较好,它的最大特点是:加入PVC 后可以制成透明的产品.一般在PVC 中加人10-17 份,可将PVC 的冲击强度提高6—15 倍,但MBS 的加入量大于30 份时,PVC 冲击强度反而下降.MBS 本身具有良好的冲击性能,透明性好,透光率可达90%以上,且在改善冲击性同时,对树脂的其他性能, 如拉伸强度, 断裂伸长率等影响很小. MBS 价格较高, 常同其他冲击改性剂, EA V, 如CPE, SBS 等并用.MBS 耐热性不好,耐候性差,不适于做户外长期使用制品,一般不用做塑料门窗型材生产的冲击改性剂使用.。
PVC配方设计中稳定剂的选择要点PVC(聚氯乙烯)是一种重要的塑料材料,广泛应用于建筑、电子、汽车、医疗等领域。
在PVC的加工过程中,添加稳定剂是必要的,以防止PVC材料在加工和使用过程中发生降解。
稳定剂是一类化学物质,可以抑制PVC的热降解、氧化降解和光降解等反应。
选择合适的稳定剂对于PVC材料的质量和性能至关重要。
以下是PVC配方设计中选择稳定剂的要点。
1.热稳定性:选择具有良好热稳定性的稳定剂对于延长PVC材料的使用寿命和使用温度范围非常重要。
稳定剂在高温下不会分解或失去效果,保护PVC材料免受热降解的影响。
2.光稳定性:太阳光中的紫外线会导致PVC材料发生光降解,降低材料的力学性能和外观质量。
因此,选择具有良好光稳定性的稳定剂可以有效延缓PVC材料的光降解速度,延长其使用寿命。
3.氧化稳定性:氧气会导致PVC材料发生氧化降解,导致材料变黄、脆化等问题。
稳定剂应具有良好的氧化稳定性,能够有效阻止氧气对PVC 材料的侵蚀,保持材料的稳定性和性能。
4.抗冲击性:选择具有良好抗冲击性的稳定剂可以提高PVC材料的抗冲击性能,在使用中不易发生破裂或断裂。
5.润滑性:稳定剂还可以充当润滑剂,减少PVC材料的内摩擦,提高材料的加工性能和表面光滑度。
6.成本效益:选择稳定剂时,需要考虑其成本效益。
稳定剂的选择应在性能要求满足的前提下,尽量选择成本较低的稳定剂,以保证产品的竞争力和经济性。
7.协同效应:稳定剂在配方中的组合应考虑协同效应,即稳定剂之间的相互作用。
不同稳定剂的组合可以相互增强或补充,提高整体的稳定性。
需要注意的是,PVC材料的应用领域不同,对稳定剂的要求也不同。
因此,在选择稳定剂时,需要根据具体应用需求进行综合考虑,并进行相应的稳定剂试验和性能评估。
总结起来,选择合适的稳定剂是PVC配方设计中至关重要的一个环节。
通过考虑稳定剂的热稳定性、光稳定性、氧化稳定性、抗冲击性、润滑性、成本效益和协同效应等要点,可以有效提高PVC材料的质量和性能,延长其使用寿命。
pvc配方设计一改性剂聚氯乙烯的耐化学性很好,但是聚氯乙烯组成物则容易被四氢呋喃,低分子量的酮和酯以及氯代烃侵蚀,增加增塑剂的溶度明显降低软聚氯乙烯耐化学性能。
1. 聚酯和脂肪族二元酸改性冲突2. 磷酸酯的热/光稳定性格外不好,增亮剂是PVC稳定性变坏,增塑剂越多,耐候性越好。
3. PVC亮面胶加0.3微晶蜡和0.3石油树脂4. S-75 弹弓料冷跌落料物性高全用UN-6155. S-70 雾面料半雾料 SRPVC 耐磨耐油防水掉重等料6. 含60-70%的氯化石蜡代替50%DOP可以自息磷酸酯25%代替DOP 可以自息7. 软聚氯乙烯的体积电阻系数在25?降到0.2-0.3X108百万欧姆-厘米增塑剂的本身纯度不是对提供优良电性能方面不是主要因素,而任何原料中可能带的离子型杂质(包括增塑剂)却能降低电性能。
8. 增塑剂越多,越容易被任一污染试剂污染,》35份时9. 加ACR 5份伸长率成185升到270PVC改性1. 加工助剂: 丙烯酸可以在很宽的剪切速率范围内得到平滑,光泽的挤出物。
融化时间短2. 热扭变改性剂:某些丙烯酸还可以起到改善聚氯乙烯负荷绕变温度改性剂(DTUL) 随溶度直线上升3. 冲击改性剂和丙烯酸不同冲击改性剂在聚氯乙烯只有有限的相容性通常是橡胶状的聚合物混合时要最后冷却到100?一下才可以加冲击改性的应力发白有的会有得不会透明性一可以加适量%3左右溶于PVC 并且具有不聚氯乙烯低的折射率一MBS甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯聚合物某种程度也起到加工助剂作用低温性好对PVC的耐气渗损害小透明性好耐候性差二ABS 他挤出过程中需要的温度一般比为改性的PVC略高制品更加光滑和紧密ABS主要是改善热强度和压花持久性而不是改善其冲击强度如用在汽车的防震垫片(ABS可高至50%,ABS起到改善加工性能和热强度的作用,PVC则提高冷撕裂强度和耐磨性) ABS耐化学性好三CPE 大于40%氯表现出自息性 25-40%氯的聚合物是聚氯乙烯的最佳冲击改性剂,低于25%氯时相容性不好高于48%氯有良好的相容性能起到增塑剂的作用含氯量成25%增加到36%时会改善CPE的冲击强度但会引起某些加工性能的损失当42%氯的CPE 冲击强度会有些下降,单透明性却更好。
包装减量减塑设计方案随着人们对环境保护意识的提高,减少塑料包装的使用已经成为一种全球趋势。
为了降低塑料垃圾对环境的影响,许多企业和品牌开始推行包装减量减塑的设计方案。
下面是一种包装减量减塑设计方案,旨在帮助企业减少塑料包装的使用。
首先,我们可以采用轻盈包装设计。
通过减少包装材料的使用,特别是塑料材料,可以降低包装的重量。
选择更薄的塑料薄膜或纸质包装材料,可以减少包装的重量,并减少对塑料的使用量。
同时,使用轻巧的包装设计可以减少运输过程中的能源消耗和碳排放。
其次,采用可降解或可回收的包装材料。
传统的塑料包装材料往往不能被生物降解,会在自然环境中堆积数十年,对环境造成严重的污染。
因此,选择可降解的包装材料,如生物基塑料和淀粉基塑料,可以大大减少对环境的影响。
此外,使用可回收的包装材料,如纸盒、纸袋、玻璃瓶和金属罐,可以减少塑料包装的使用,并方便消费者进行再次回收利用。
再次,采用可重复使用的包装设计。
一次性包装是造成塑料垃圾越来越严重的原因之一。
通过推行可重复使用的包装设计,如塑料瓶回收再利用、玻璃瓶的回收再利用等,可以减少塑料包装的消耗和垃圾的产生。
设计合理的可重复使用的包装,能够在保证产品安全的同时,达到减少塑料包装使用量的目标。
此外,我们还可以采用智能包装设计。
通过使用智能包装技术,如可视化标识、RFID技术和电子标签等,可以实现对产品包装的更加精确和高效的管理。
这样可以优化整个包装过程,减少包装的使用量和浪费。
最后,通过加强对消费者的宣传教育,提高消费者的环保意识,促使他们选择减少塑料包装的产品。
可以通过在产品包装上添加环保标识、提供环保使用指南等方式,引导消费者认识到减少塑料包装的重要性,并主动选择低包装或无包装的产品。
综上所述,包装减量减塑设计方案主要包括轻盈包装、可降解或可回收的包装材料、可重复使用的包装设计、智能包装设计和消费者教育等多个方面。
通过采取这些措施,可以减少塑料包装的使用,降低塑料垃圾对环境的影响,实现可持续发展。
摘要塑料材料从20世纪初问世以来,因其具有质量轻、加工方便、产品美观、经济实用等特点,深受人们的青睐,广泛应用于各行各业,发展速度也相当惊人,换句话说,人们的日常生活到高技术领域,都离不开塑料。
但是,随着塑料产量的不断增加,对地球的生态环境的危害越来越大,废弃塑料导致的环境污染,塑料废弃在环境中的危害,人们必须重视对废弃塑料的回收处理和利用,塑料工业要持续高速发展,就必须消除塑料工业在发展过程中的负面影响,对废弃塑料进行回收并加以科学、合理的利用,这样不但可做21世纪新能源,而且保护了环境。
实现可持续发展战略,回收利用废弃塑料具有重要的意义。
本厂是一个小中型回收废弃塑料进行再利用造粒,主要回收PVC废弃塑料挤出造粒(一般用作再生凉鞋)和回收HDPE料挤出造粒(一般用作周转箱配方)。
通过下述的方法回收废弃塑料后,把塑料进行洗涤,干燥,破碎、配料、捏合、挤出、造粒等过程,然后包装好,用作出售。
关键词:废弃塑料;环境危害;塑料再生企业;办厂;废弃塑料再生利用;造粒;IAbstractPlastic material from the early 20th century inception, because of its light weight, easy to process, product appearance, economic practicability, by the people of all ages, are widely used in industries, the pace of development is quite startling, in other words, people daily life to the high-tech fields, can not do without plastic. However, with increased production of plastic on the Earth's ecological environment are becoming more damaging, environmental pollution caused by waste plastic, plastic waste in the environment hazards, people must pay attention to the waste plastic recycling and use of plastic industry to sustain high growth, we must eliminate plastic industry in the development process of the negative impact of waste plastic for recycling and make scientific, rational use, so not only do the new 21st century energy, but also protect the environment. Sustainable development strategies, recycling of waste plastics is of great significance.Our factory is a small medium of plastic waste for reuse, recycling granulator, the major waste recycling PVC plastic extrusion granulation (typically used as a renewable sandals) and recovery of HDPE extrusion granulation (typically used as a revolving box formula). By the following method after the waste plastic recycling into plastic for washing, drying, crushing, ingredients, kneading, extrusion, granulation process, and then packaged for sale. Keywords: Waste plastics; environmental hazards; plastics recycling company; and set up factories; waste plastic recycling; granulation;Ⅱ目录摘要 (I)Abstract (I)第一章概述 (1)1.1废弃塑料再生造粒的市场及需求 (1)1.2主要生产线介绍 (2)1.2.1原料种类及收购渠道 (2)1.2.2 对废弃塑料再生利用进行造粒 (2)1.3 设计依据 (2)1.4 产品方案 (3)1.4.1 产品规格 (3)1.4.2 产品配方 (3)1.4.3 配方各组分作用说明 (4)1.5产品质量指标 (6)1.6 工艺流程叙述 (6)1.6.1成粒料的准备 (6)1.6.2破碎及其设备 (7)1.6.3预洗 (7)1.6.4精洗 (7)1.6.5干燥 (8)1.6.6塑料泡沫的预处理 (9)1.6.7塑炼、均化与造粒 (9)第二章工艺计算 (11)2.1 物料衡算 (11)2.1.1 计算基准 (11)2.1.2产品的合格率 (11)2.1.3物料损耗系数 (11)2.1.4生产能力计算 (11)2.2物料衡算 (11)2.3能量衡算 (12)第三章设备计算 (15)3.1破碎机 (15)3.2清洗机 (15)3.3干燥机 (16)3.4混合机 (16)3.5挤出造粒机 (17)第四章生产成本估算 (19)4.1 固定成本计算 (19)4.1.1 设备投资成本 (19)4.1.2 车间定员及人员工资 (19)4.1.3车间选址及厂房投资 (21)4.2 可变成本计算 (21)4.2.1 原料费用计算 (21)4.2.2制造成本 (22)4.2.3销售费用 (22)4.2.4不可预见费用与其他费用 (23)4.2.5工厂全年的生产成本 (23)4.3产品销售收入与税金 (23)4.3.1产值 (23)4.3.2销售收入 (23)4.3.3税金 (23)4.3.4 销售利润与静态评价 (23)第五章主要技术经济指标 (25)5.1 主要经济技术指标 (25)5.2 原料的技术参数 (25)5.2.1 PVC和HDPE废弃塑料 (26)5.2.2 PVC树脂和HDPE树脂主要技术指标 (26)5.2.3 三盐基硫酸铅主要技术指标 (27)5.2.4邻苯二甲酸二辛酯(DOP) (28)5.2.5邻苯二甲酸二丁酯(DBP) (28)5.2.6氯化石蜡-52二级品 (29)5.2.7石油酯 (29)5.2.8碳酸钙(活化) (30)5.2.9三碱式硫酸铅 (30)5.2.10二碱式亚磷酸铅(二盐基亚磷酸铅)主要技术指标 (31)5.2.11 色母粒 (31)5.2.12防老剂 (32)5.2.13硬脂酸 (32)5.2.14炭黑 (33)第六章工艺参数 (34)6.1 设备参数及工艺参数 (34)6.1.1破碎机 (34)6.1.2清洗机 (34)6.1.3干燥机 (35)6.1.4混合机 (35)6.1.5挤出造粒机 (35)6.2 工艺参数及说明 (36)6.2.1 配方 (36)6.2.2 加工工艺参数 (37)第七章厂址选择、工业安全和卫生 (39)7.1厂址选定 (39)7.2 项目相关的政策 (39)第八章安全防范与环境保护 (40)8.1 安全方面 (40)8.1.1安全生产岗位责任制 (40)8.2环保方面 (42)II第一章概述1.1废弃塑料再生造粒的市场及需求一方面,世界塑料工业的发展带来塑料制品的普遍使用,同时产生了大量的塑料废弃品,给环境带来巨大的负担。
PVC配方计算与设计--傅松平前言;PVC是塑料家族是的一个重要的一员,它的用途十分广泛,其生产可逆性特别好, PVC不仅能作用硬制品,还能作用软制品.还可以作透明度很高的制品。
也可以作成橡胶替代产品.PVC硬制品在相同的壁厚下其制品的强度要比PE、PP-R塑料度好的多。
在同样的壁厚条件下PVC的承压强度要比PE和PP—R高出很多。
PVC的自熄阻燃性是它自身的一大特点。
PVC也有不好的一面,就是每生产一种产品,就需要一个生产配方,这个生产配方的好与坏直接关系到产品的好与坏.它不能象PE、PP-R、PE—RT塑料一样、直接以原材料用于生产加工.所以它对配方设计人员的文化层次要求和全面素质要求较高,它不仅要求配方人员要懂化工、高分子成型理论、挤出成型加工工艺学.生产模具的结构和生产工艺学,总之PVC配方人员要有一定的综合素质能力.我们要计算和设计PVC生产配方就必须十分的了解PVC的性能及每一种PVC 牌号的用途,包括每一种辅的性能和用途。
一、PVC树脂的性能及用途PVC树脂按生产方法分为石油法树脂和电石法树脂;按聚合方法分为悬浮法树脂、乳液法树脂、本体法树脂和溶液法树脂。
国内外PVC树脂生产以悬浮法为主,按表观密度将树脂分为紧密型XJ和疏松型XS两类。
普通PVC均聚物的粘数从57(低分子量)到157(高分子量),或K值从48到77。
对于大多数未增塑PVC的挤出,采用“中等”分子量的树脂(K值65~67)。
PVC的工业牌号通常以分子量大小来区分,一般用聚合度表示。
分子量越大,链段数目越多,内摩擦力越大,聚合物粘度越高,PVC加工成型也就越困难。
一般用于生产PVC—U塑料异型材和管材的树脂为SG-5型。
我公司型材生产和管材生产选择的PVC树脂粘数控制在108-114,表观密度为0.5-0。
6g/ml。
由于PVC树脂在聚合过程中不是完全按照头-尾结构聚合,而是存在许多结构缺陷。
这些缺陷是导致降解和热稳定性下降的引发点,所以在PVC树脂加工过程中要加入多种助剂进行改善。
生物降解塑料的制备生物降解塑料是一种能够在自然环境中经过微生物的作用分解并降解的塑料材料。
相比于传统的塑料制品,生物降解塑料具有更好的环境友好性和可持续性。
本文将针对生物降解塑料的制备技术进行探讨。
一、生物降解塑料的来源生物降解塑料可以从多种来源获取原料,常见的包括植物淀粉、纤维素、聚乳酸等。
这些原料可以通过植物的加工、微生物的发酵等方式提取得到。
选择合适的原料对于制备高效的生物降解塑料至关重要。
二、生物降解塑料的制备方法1. 混合法混合法是一种常见的生物降解塑料制备方法。
首先,将生物降解原料与聚合物基质进行混合,然后通过热压、挤出等工艺将混合物形成塑料制品。
这种方法制备的生物降解塑料具有良好的机械性能和降解性能,同时也能够对废弃物进行循环利用。
2. 发酵法发酵法是利用微生物的代谢过程来制备生物降解塑料的一种方法。
在发酵过程中,将适当的营养物质和微生物培养基混合,利用微生物的代谢产物合成聚合物,并形成降解性能良好的生物降解塑料。
这种方法不仅可以有效利用废弃物和可再生资源,还能够减小对环境的污染。
三、生物降解塑料的应用生物降解塑料在各个领域都有广泛的应用。
例如,在包装材料领域,生物降解塑料可以代替传统塑料袋、塑料包装等,减少对环境的污染。
在农业领域,生物降解塑料可以用于土壤保护膜、育苗盘等,降解后不会对土壤造成污染。
此外,生物降解塑料还可以应用于医疗领域、纺织品等多个领域,为实现可持续发展做出了重要贡献。
四、生物降解塑料的挑战与展望尽管生物降解塑料在环境保护方面具有很多优势,但仍然存在一些挑战。
首先,降解速度和降解产物对环境的影响需要进一步研究和改进。
其次,生物降解塑料的生产成本相对较高,需要降低生产成本才能推广应用。
未来,我们可以通过改进材料配方、优化生产工艺以及开展更深入的科研研究来解决这些挑战,推动生物降解塑料的广泛应用。
总结生物降解塑料的制备是一个具有广阔前景的研究方向。
通过选择合适的原料和适当的制备方法,可以获得优质的生物降解塑料。
塑料配方设计举例一、引言塑料是一种重要的工程材料,广泛应用于各个领域。
塑料的性能取决于其配方设计,通过合理的配方设计可以调整塑料的物理、化学性质,以满足不同应用领域的需求。
本文将以聚丙烯(PP)为例,探讨塑料配方设计的基本原则和步骤,并给出一个具体的配方设计方案。
二、塑料配方设计的基本原则1.基础树脂的选择基础树脂是塑料的主要组分,其性能决定了塑料的基本性质。
在选择基础树脂时,需要考虑材料的热稳定性、力学性能、耐化学品性等因素。
2.助剂的选择助剂是在塑料中添加的用于改善塑料性能的其他组分,如增塑剂、防老化剂、抗静电剂等。
助剂的选择需要考虑与基础树脂的相容性,以及所需的功能。
3.添加剂的比例不同添加剂在塑料中的添加比例对最终产品的性能有着重要影响。
需要进行多次试验,通过对不同添加剂比例的调整,找到最佳的配方比例。
4.加工工艺参数加工工艺参数是指在塑料制品的生产过程中的温度、压力、速度等参数设置。
合理选择和控制加工工艺参数,能够有效地影响塑料制品的结构和性能。
三、塑料配方设计的步骤1.确定应用需求根据塑料制品的应用领域和要求,明确所需的性能指标,如抗张强度、耐热性、耐候性等。
2.选择基础树脂根据所需的性能指标,选择适合的基础树脂,如PP、聚乙烯(PE)等。
3.选择助剂根据所需的性能指标和基础树脂的特性,选择适当的助剂。
以PP为例,可选择增塑剂、防老化剂、抗静电剂等。
4.初步配方设计根据已选择的基础树脂和助剂,初步设计配方,并确定各组分的添加比例。
5.试验和评估制备试验样品,通过物理、化学等实验手段对其性能进行评估。
根据试验结果,调整配方中各组分的比例。
6.优化配方根据试验结果,在初步配方的基础上进行配方的优化,进一步调整组分比例,以达到所需的性能指标。
7.确定加工工艺参数根据所选配方和最终确定的性能指标,确定塑料制品的加工工艺参数,如温度、压力等。
四、具体配方设计方案在上述步骤的基础上,给出一个聚丙烯(PP)的塑料配方设计方案。
PVC环保稳定剂及PVC配方设计概要PVC(聚氯乙烯)是一种常见的塑料材料,由于其优良的物理性能和成本效益,广泛应用于建筑、汽车、电子、包装等领域。
然而,传统的PVC材料在加工过程中释放有害气体,对环境和人体健康造成一定的风险,因此需要添加环保稳定剂来改善其性能,同时也需要进行合理的配方设计来满足不同应用领域的需求。
环保稳定剂是一种能够抑制PVC材料分解和降解的化学物质。
常见的环保稳定剂包括无机盐类、有机锡化合物和有机锑化合物等。
这些稳定剂能够通过吸收、化学中和或阻断分子链的自由基等方式来阻止PVC分子的降解,从而提高PVC材料的稳定性和耐候性。
在PVC配方设计中,除了稳定剂外,还需要考虑其他添加剂的使用。
常见的添加剂包括增塑剂、填充剂、润滑剂、增强剂等。
这些添加剂能够改变PVC材料的性能,例如增加其柔软度、耐磨性、强度、增加其阻燃性能等。
以下是PVC环保稳定剂及配方设计的概要:一、环保稳定剂的选择1.无机盐类稳定剂:如铅盐、钙盐、锌盐等。
这些稳定剂在PVC材料中具有良好的稳定性和耐候性能,但由于铅元素的毒性和环境污染问题,逐渐被禁止使用。
2.有机锡稳定剂:如有机锡酯、有机锡酸盐等。
这些稳定剂具有较好的热稳定性和耐候性能,适用于PVC材料的加工和使用过程,但有机锡化合物的毒性和环境影响也需考虑。
3.有机锑稳定剂:如有机锑酸盐、有机锑酯等。
这些稳定剂在PVC材料中具有良好的稳定性和耐候性能,但需要合理控制其使用浓度,以避免对人体和环境造成不利影响。
二、PVC配方设计1.基础配方:PVC基础配方通常包括聚氯乙烯树脂、填料、增塑剂和稳定剂等。
其中,聚氯乙烯树脂是基础材料,填料可以增加材料的强度和硬度,增塑剂用于调节材料的柔软度,稳定剂用于改善材料的稳定性。
2. 增塑剂的选择:常用的增塑剂包括邻苯二甲酸酯(phthalates)、多环芳烃和环氧酯等。
根据应用领域的需求,可以选择不同类型的增塑剂来调节材料的柔软度和强度。
生物可降解聚酯材质开发方案一、实施背景随着人们对环境保护意识的提高,传统塑料制品的污染问题日益严重,引起了全球的关注。
每年,大量的塑料垃圾进入自然生态,对土壤、水源、生物多样性都造成了不可逆的伤害。
为了解决这一问题,开发生物可降解聚酯材质成为了当前的重要任务。
它既可以满足日常用品的强度和耐用性要求,又可以实现生物降解,从根本上解决塑料污染问题。
二、工作原理生物可降解聚酯材质主要是利用微生物或酶的水解作用,将高分子聚合物分解为低分子化合物或单体。
这些微生物或酶可以是自然界中存在的,也可以是经过基因工程改造的。
通过控制反应条件,如温度、湿度、pH值和反应时间,可以得到不同分子量、不同性能的生物可降解聚酯。
三、实施计划步骤1.确定目标:首先明确开发的产品类型、性能指标和可降解性能的要求。
2.微生物或酶的选择与优化:根据目标,选择合适的微生物或酶进行试验,优化其水解条件和反应速率。
3.合成与制备:在实验室条件下,利用微生物或酶的水解作用合成生物可降解聚酯。
4.性能测试:对制备的生物可降解聚酯进行性能测试,包括力学性能、热稳定性、水解速率等。
5.优化生产工艺:根据性能测试结果,对生产工艺进行优化,提高产品的质量和产量。
6.中试生产:在实验室条件下进行中试生产,评估生产规模和经济效益。
7.工业化生产:根据中试结果,设计并建设工业化生产线,实现生物可降解聚酯的大规模生产。
四、适用范围生物可降解聚酯材质适用于以下领域:1.包装材料:取代传统塑料包装,降低环境污染。
2.一次性餐具:取代不可降解的一次性塑料餐具,减少白色污染。
3.3D打印材料:提供环保型的3D打印材料,减少废弃塑料的处理难度。
4.纺织品:用于制作环保服装和家居用品,提高环保性能。
5.建筑材料:用于制作环保建筑部件,如可生物降解的塑料门窗等。
五、创新要点1.利用微生物或酶的水解作用,实现生物可降解聚酯的合成与制备。
2.通过优化反应条件和生产工艺,提高产品的性能和产量,降低生产成本。
与品牌名称相比,Netstal PET-LINE系统更能够加工聚对苯二甲酸乙二醇脂(PET)以外的材料,并且这不仅限于那些来自于常见资源,用语容器生产的塑料(如聚丙烯)。
目前,取自可再生原料(如玉米)的生物塑料的可使用性正处于研究阶段。
第一种成功上市的生物塑料是从乳酸中提炼出来的聚乳酸(PLA)。
PLA是一种工业用生物可降解材料,是从玉米或其他每年再生一次的原料中提取出来的,PLA以极佳的透明度,高光泽度以及良好的阻隔性而著称,并且拥有类似于聚丙烯的氧气阻隔性。
基本上,PLA是利用植物在光合作用期间从空气中吸取的暖生产而成,并作为谷类淀粉储存,这种谷类淀粉以后可以分解成天然植物糖(葡萄糖),在主要事业能够天然植物糖的碳成分时天然植物糖会通过发酵,蒸馏和聚合过程转变为聚乳酸(PLA)。
PLA拥有与传统热塑性塑料相似的特性。
PLA已获得纽约生物降解产品协会的认可,这意味着在温暖(50℃-60℃)潮湿且含有微生物的环境下,PLA可以在75-80天内分解。
私人花园的堆制肥料不台适合此过程,因为想要达到所需的温度是不切实际的。
先前可用的材料仍然显示出令人不满意的蠕变效应,直到现在使用还仅限于非碳酸饮料,由于PLA还无法象PET那样很好的应用于瓶胚的生产,吹瓶过程数据并不一致。
然而,伸展大体相同,因而PET瓶胚的几何形状可用于初始阶段,这意味着用于PET的注塑系统可用于PLA的加工。
在初始引进阶段,PLA是相当昂贵的,此后,该材料的接个向PET靠拢,现在这两种材料的价格几乎相同。
然而,接个日益增颉颃的PET在经济效益方面越来越落后于价格相对稳定的 PLA,与价格发展趋势和由此带来的需求上涨相关的另一问题将是材料的可得性。
根据市场的需求情况,可能会出现材料供不应求的现象,PLA的加工基本上可以在标准的Nestal PET-LINE系统上执行,然而,应考虑PLA的诸多特征,它们会使加工程序发生长期变化。
PLA的加工特征PLA的熔化温度为145-155℃,玻璃化温度为55-58℃结晶温度为95-120℃,在熔融状态下,PLA很容易粘附到纤维、木材和金属上,在干燥过程中,还需要考虑温度明显低于PET的这一特性。
PVC塑料配方的设计方案PVC(聚氯乙烯)是一种常见的塑料材料,具有耐候性、耐化学品腐蚀、机械强度高、电气绝缘性能好等优点,在各个领域得到广泛应用。
PVC塑料的性能和特性,主要由其配方组成的材料组成比例所决定。
因此,设计一个合适的PVC塑料配方是非常重要的。
下面是一个设计PVC塑料配方的方案,供参考:1.原料选择:PVC树脂是PVC塑料的基础材料,可以根据不同的应用需求选择不同牌号的PVC树脂。
此外,还可以选择添加剂,例如增塑剂、稳定剂、填充剂、改性剂、颜料等,根据具体的性能要求进行选取。
2.PVC树脂含量:PVC树脂的含量对塑料制品的硬度和机械性能有很大影响。
一般来说,PVC树脂的含量越高,硬度越高,但韧性和延展性减弱。
因此,在配方中需要根据具体的应用需求,确定PVC树脂的含量。
3.调节剂:增塑剂是PVC塑料中非常重要的添加剂,可以提高塑料的可塑性、柔韧性和抗冲击性能。
常用的增塑剂包括邻苯二甲酸酯类、磷酸酯类、环氧油等。
稳定剂是为了延长PVC塑料的使用寿命,避免自由基引起的降解。
填充剂可以改善塑料的力学性能和成本控制,常用的填充剂有碳酸钙、滑石粉等。
根据具体的要求,选择合适的增塑剂、稳定剂和填充剂进行添加。
4.改性剂:根据需要,可以选择添加改性剂来改善PVC塑料的性能。
例如,增加抗冲击性能的改性剂可以使PVC塑料具有更好的抗冲击性能;增加耐热性的改性剂可以使PVC塑料在高温条件下不易变形或热熔。
5.颜料选择:颜料可以为PVC塑料提供多种颜色选择,根据需求选择合适的颜料进行添加。
6.工艺调节:在PVC塑料的配方设计中,还需要考虑到工艺要求,例如挤出、注塑等生产工艺的要求。
根据具体的生产条件,可调整配方中各组分的比例和特性,以获得最佳的加工性能和成型性能。
在设计PVC塑料配方时,需要综合考虑材料性能要求、应用领域、生产工艺等多方面因素。
因此,配方的设计需要通过实验和试验验证,通过不断优化和调整,才能得出最佳的配方方案。
可降解塑料的制备方法
可降解塑料的制备方法主要包括以下几种:
1. 酯化反应法:将可降解的醇与酸反应,生成可降解的酯类物质。
常用的可降解醇有聚乳酸醇(PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)等,常用的可降解酸有乳酸酸(LA)、丙交巴比妥
二酸(BTB)、脂肪酸等。
通过酯化反应,将这些可降解醇和酸进行反应,形成可降解的聚酯类塑料。
2. 环氧化反应法:将可降解的多羟基化合物与环氧化剂反应,生成环氧基的化合物。
然后通过聚合反应,将环氧基进行开环,形成可降解的聚合物。
常用的可降解多羟基化合物有淀粉、纤维素等,常用的环氧化剂有氧化剂如氯代磷酸酯等。
3. 乳液聚合法:将可降解的单体通过乳化剂和聚合引发剂形成乳液,进行聚合反应,形成可降解的聚合物。
常用的可降解单体有乳酸、丙交巴比妥酸等。
4. 淀粉塑料化改性法:将淀粉与塑化剂如增塑剂、选择增容剂等进行共混,将淀粉的分子链间距加大,改善淀粉的可加工性和可拉伸性。
同时可以通过淀粉的直接酯化和酯胺法制备聚酯酰胺,或者将淀粉与可降解低分子量聚合物共混,形成可降解的聚合物材料。
以上是一些常见的可降解塑料的制备方法,不同的制备方法可以得到不同性能的可降解塑料材料。
设计减塑方案简介减塑,即减少使用塑料制品,在当今全球塑料污染严重的环境下,已成为全球各国关注的热点问题。
为了减少塑料污染对环境的危害,许多国家和地区纷纷制定减塑政策和采取相关措施。
本文将介绍一些设计减塑方案,以帮助人们减少对塑料制品的依赖,共同保护我们的环境。
1. 推广使用可循环材料可循环材料是一种可以循环回收利用的材料,其生产和处理过程对环境的影响较小。
设计者可以通过使用可循环材料来减少对塑料制品的依赖。
例如,在产品设计中选择使用可回收金属、玻璃、纸张等材料,减少使用塑料材料的数量。
此外,还可以鼓励消费者使用可循环材料制成的家具、餐具、包装等日常用品,以减少对塑料的需求。
2. 设计替代品设计师可以通过设计替代品来减少使用塑料制品的需求。
例如,在食品包装设计中,可以使用可降解纸张或纤维素包装材料替代塑料包装袋。
此外,在日常用品设计中,也可以使用可降解材料代替塑料,例如使用竹制的牙刷、可降解的吸管等。
这样不仅可以减少对塑料的使用,还可以保护环境,降低塑料污染。
3. 鼓励使用可重复使用的产品设计师可以设计可重复使用的产品,以减少使用一次性塑料制品的数量。
例如,在购物袋设计中,可以设计出可折叠、可重复使用的购物袋,以代替一次性塑料袋。
此外,还可以设计出可重复使用、可清洗的餐具、杯子等日常用品,鼓励消费者减少对塑料制品的使用。
4. 提供塑料回收点设计者可以在公共场所和社区提供塑料回收点,方便市民回收废弃塑料制品。
这样可以促进塑料回收的效率和效果,减少塑料污染对环境的影响。
同时,设计者还可以将塑料回收点的设计融入景观设计中,增加其美观性和吸引力,激发市民的参与意识。
5. 设计教育宣传材料设计师可以设计教育宣传材料,向公众普及减塑的重要性和方法。
例如,设计海报、手册、视频等形式的宣传材料,向大众传递相关信息,提高人们对减塑问题的认识和关注度。
同时,设计师还可以设计有趣、易懂的教育游戏等,吸引人们参与学习和行动。